Физики обнаружили необычную сверхпроводимость в скрученном трехслойном графене

Исследователи обнаружили в трехслойном графене, скрученном под магическим углом, два разных режима сверхпроводимости. Результаты экспериментов не согласуются с теорией Бардина — Купера — Шриффера (БКШ).

Физики использовали сканирующую туннельную микроскопию высокого разрешения и спектроскопию для изучения сверхпроводимости трехслойного графена, скрученного под магическим углом. Эксперименты показали, что сверхпроводимость в этом материале проявляет несколько очень необычных свойств, которые нельзя описать с помощью теории БКШ. 

Художественное изображение трехслойного графена. Изображение: Полина Шматкова и Маргарита Давыдова

Ученые измерили эволюцию сверхпроводящей щели по мере того, как электроны удаляются из трехслойного слоя с помощью переключателя, который включает или выключает электрическое поле. Сверхпроводящая щель — это свойство, которое описывает, насколько сложно добавлять или удалять отдельные электроны в сверхпроводнике, объясняют авторы работы. 

Поскольку электроны в сверхпроводнике стремятся образовать пары, для разрыва этих пар требуется определенное количество энергии. Оно может быть разным для пар, движущихся в разных направлениях относительно кристаллической решетки. В результате «зазор» имеет специфическую форму, которая определяется вероятностью того, что пары будут разорваны при определенном количестве энергии.

Несмотря на то, что сверхпроводники существуют уже давно, удивительно новая особенность скрученных двухслойных и трехслойных графеновых материалов заключается в том, что сверхпроводимость в этих материалах может быть включена простым приложением напряжения к соседнему электроду.

Стеван Надж-Перге, физик из Калифорнийского технологического института, соавтор работы

Ученые установили, что в скрученном трехслойном графене есть два режима сверхпроводимости с профилями сверхпроводящей щели разной формы. Если один из режимов можно объяснить теорией, в чем-то похожей на БКШ, то наличие двух режимов показывает, что внутри сверхпроводящей фазы, вероятно, имеет место дополнительный переход, отмечают исследователи. 

Авторы работы полагают, что увеличение количества слоев делает сверхпроводимость более надежной, оставаясь при этом легко настраиваемой. Это свойство открывает различные возможности для использования скрученного трехслойного графена в качестве сверхпроводящих устройств для квантовых исследований и, возможно, в квантовой обработке информации.

Изображение на обложке: снимок трехслойного графена, сделанный с помощью туннельного микроскопа. Источник: Caltech


Читать далее:

Опровергнут главный миф о динозаврах: ученые поняли, как рептилии захватили планету

350 млн лет назад с Землей происходило что-то странное: это повлияло на обитаемость

Найдена огромная озоновая дыра. Она опасна для 50% населения Земли и видна круглый год

Подписывайтесь
на наши каналы в Telegram

«Хайтек»новостионлайн

«Хайтек»Dailyновости 3 раза в день

Первая полоса
Астрономы сфотографировали «детство Вселенной» до появления галактик
Космос
Прощальные кадры: лунный модуль сфотографировал закат на Луне
Наука
Гены загадочных предков людей повлияли на работу мозга, показало исследование
Наука
В Петербурге открыли лабораторию для создания компьютеров, которые имитируют работу мозга
Наука
Телескоп «Евклид» показал 26 млн галактик: опубликованы первые результаты миссии
Космос
Крошечных морских животных увеличили в пять раз, чтобы рассмотреть их клетки
Наука
В Сеченовском Университете появится «умная» операционная 
Новости
Операторы связи начали заменять китайское оборудование на российское
Новости
В России хотят обязать использование отечественных процессоров для ИИ
Новости
Посмотрите на первого робота-гуманоида Nvidia в действии
Новости
Образцы с обратной стороны Луны показали, какой она была в прошлом
Космос
Морские интернет-кабели научились «прослушивать» на предмет саботажа
Новости
Нового рекорда на термоядерном синтезе добились в России
Наука
Российские ученые разработали материалы для памяти будущего  
Наука
Выяснилось, какие мутации ДНК ускоряют старение  
Наука
«Суперджет» с российскими двигателями ПД-8 впервые поднялся в воздух
Новости
Светочувствительные нановолокна ускорили рост нейронов  
Наука
ChatGPT может «заболеть» тревожностью и депрессией, но есть способ его «успокоить»  
Новости
Москва сократила выбросы углерода на 190 000 тонн благодаря электробусам  
Новости
Игуаны совершили рекордное путешествие миллионы лет назад: они проплыли по океану 8 000 км
Наука